[发明专利]一种用于田间作业机器人的电动升降底盘

说明书

技术领域

本发明涉及一种电动升降底盘，特别是一种用于田间作业机器人的四轮独立驱动与转向的可调轮距的电动升降底盘。

背景技术

目前，小型田间作业机器人技术已成为国内外研究热点，机器人底盘作为田间数据采集、数据处理的主体，主要用来搭载多种传感器实现机器人的导航、路径规划，完成特定的田间作业任务。但是由于田间工况复杂，对机器人底盘驱动能力、转向能力有着极高要求，针对不同的农作物进行作业时，需要根据作物高度进行底盘的自动调整，而且我国农作物种植标准不一，导致农作物行距变化较大，同样也需要机器人对不同的行距进行自动调整。在目前的国内外电动底盘中，尚未有对于四轮独立驱动与转向的可调轮距的电动升降底盘的技术。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种用于田间作业机器人的电动升降底盘，可以实现四轮独立驱动与转向且轮距可调。

为了实现上述目的，本发明提供了一种用于田间作业机器人的电动升降底盘，包括主机架及安装在所述主机架上的电源、控制器、行走机构、转向机构和升降机构，所述控制器分别与所述电源、行走机构、转向机构和升降机构连接，所述行走机构、转向机构和升降机构分别与所述电源连接，其中，所述行走机构包括多个车轮及对应于每个所述车轮设置的驱动力矩电机，所述驱动力矩电机的内转子与所述车轮的车轮轴连接，所述控制器与所述驱动力矩电机连接，所述控制器根据设定的车速换算出所述驱动力矩电机的输出转速并直接控制所述驱动力矩电机的内转子的转动以带动所述车轮旋转，所述驱动力矩电机内置有用于进行速度反馈的第一编码器，所述第一编码器与所述控制器连接，所述控制器根据所述第一编码器反馈的速度信号调节所述驱动力矩电机的内转子的转速以实现精准行走。

上述的电动升降底盘，其中，所述转向机构与所述行走机构连接，所述转向机构包括转向盘和转向力矩电机，所述转向盘包括互相连接的侧面和上平面，所述转向盘的侧面与所述驱动力矩电机的定子连接，所述转向盘的上平面与所述转向力矩电机的内转子连接，所述控制器与所述转向力矩电机连接，所述控制器根据设定的转向角度换算出所述转向力矩电机的输出转速并直接控制所述转向力矩电机的内转子转动以带动所述转向盘旋转，使安装在所述转向盘上的所述驱动力矩电机带动所述车轮一起转动以实现转向。

上述的电动升降底盘，其中，所述转向力矩电机内置有用于进行转向大小反馈的第二编码器，所述第二编码器与所述控制器连接，所述控制器根据所述第二编码器反馈的转向信号调节所述转向力矩电机的内转子的转速以实现精准转向。

上述的电动升降底盘，其中，所述升降机构分别与所述主机架和所述转向机构连接，所述升降机构包括车轮支撑杆、机架支撑轴、上升降臂、下升降臂和电动推杆，所述车轮支撑杆、机架支撑轴、上升降臂和所述下升降臂组成一平行四边形机构，所述电动推杆分别与所述控制器及所述电源连接，所述车轮支撑杆固定于所述转向力矩电机的定子上，所述机架支撑轴固定于所述主机架上，所述控制器根据设定的升降高度换算出所述电动推杆的位移量并直接控制所述电动推杆的伸缩以调整所述平行四边形机构实现升降。

上述的电动升降底盘，其中，所述电动推杆内置有用于反馈伸缩量大小的电位计，所述电位计与所述控制器连接，所述控制器根据所述电位计反馈的伸缩量信号调节所述电动推杆的位移量以实现精准升降。

上述的电动升降底盘，其中，还包括轮距调节机构，所述轮距调节机构包括制动器和锥轴承，所述机架支撑轴的上端通过所述锥轴承与所述制动器连接，所述锥轴承通过轴承座安装在所述主机架上，所述控制器根据设定的轮距换算所述机架支撑轴的旋转角度并控制所述制动器通电或断电，所述制动器断电时，所述机架支撑轴锁死，所述制动器通电时，所述机架支撑轴能自由转动至所述旋转角度以调节轮距。

上述的电动升降底盘，其中，所述轮距调节机构还包括第三编码器，所述第三编码器分别与所述机架支撑轴及所述控制器连接，所述控制器根据所述第三编码器的轮距反馈信息调节所述旋转角度以实现轮距的整体调节。

上述的电动升降底盘，其中，所述下升降臂的两端分别通过车轮支撑杆下轴承及机架支撑轴下轴承与所述车轮支撑杆及所述机架支撑轴连接，所述上升降臂的两端分别通过车轮支撑杆上轴承及机架支撑轴上轴承与所述车轮支撑杆及所述机架支撑轴连接。

本发明的技术效果在于：本发明作为田间作业机器人底盘可以实现四轮独立驱动及精准行走、转向及升降运动，轮距可调，方便配合机器人精确采集田间数据采集及数据处理，完成特定的田间作业任务。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。